人类需要植树护林，但可能更需要植树护林的黑科技
世界需要植树护林，这恐怕是目前鲜少能让全球各国政府、企业、环保 NGO 和关心地球的普通人都能达成共识的一件事。
2020年1月的冬季达沃斯论坛上，包括中国、美国、欧洲等多国在内的政府代表及300多家与会公司代表共同表决通过了一个雄心勃勃的计划：到2030年前在全球种一万亿棵树，以对抗气候变化。此后，全球多地成立了基金会，开始推动这个宏大的植树计划。在中国，“蚂蚁森林”开展得轰轰烈烈。而世界首富杰夫·贝索斯的“地球基金”去年底也宣布投入500万美金，在全球至少种下3500万棵树。
图源：蚂蚁森林
尽管如此，在地球上大片土地上植树造林这件事情并不是只有好处没有风险。比如，如果种植不当，很可能会损害当地本身的生态系统，带来新的物种问题，也可能影响当地居民生活。斯坦福大学地球系统科学教授 Lauren E. Oakes 最近也在《科学美国人》发表评论文章指出，要种下这么多树（总面积相当于印度的国土面积），可能会产生的风险包括：迫使当地居民搬离居住地、因失去农田而对当地经济生活产生负面影响，以及过于强调碳汇而牺牲生物多样性。
正因为如此，比起“简单粗暴”地种树，我们比起以往任何时刻都更加需要“高科技植树”和“高科技护林”，用更智慧的方式去管理森林。除了已经进入种植与养护主流的无人植护机和无人植树机，创新树木培育箱、可以监测树木存活率和二氧化碳的碳通量塔、遥感+AI……事实上，越来越多的新兴公司开始将高新技术引入这一领域。
01
高科技种植
成立于2013年的荷兰公司 Land Life 从成立之初，就致力于采用数据和高科技手段大规模地推进植树造林。高科技被应用到植树的每一个步骤，其中包括：
· 启动时作出详细的气候分析
· 使用专用机器来加速种植生物多样性物种
· 通过专有的地面监控应用程序和无人机监测森林生长
· 客户可以全流程追踪
Land Life的植树流程可以细化为设计——>种植——>监控三大阶段，为“科学种树”提供了可供参考的标准化流程与技术模式。
STEP 1 设计
在开发新地前，Land Life 的技术团队会对土地和生态状况进行广泛评估。结合基于无人机的地形分析，以及从当地土地所有者收集的信息，技术团队将会创建一个详细的“种植地图”。
图源：Land Life
STEP 2 种植
在植树的过程中，Land Life 开发了一套具有 GPS 功能的自动种植系统，配合其它技术，使其能够在一次种植中造林数百公顷。
此外，Land Life 特别运用到了一种叫做“Cocoon”（茧）的创新产品。这是一种可100%生物降解的树木培养箱，它含有水，可以让树木在干旱的土壤中生长。苗木被种植在 Cocoon 的中间。Cocoon 可以防止水分蒸发和杂草生长，并保护苗木免受动物、强光和飓风的影响。一棵树将在6-12个月内独立长大。它不但比传统的植树法便宜，而且不需要维护。Land Life 称，使用 Cocoon 后，种植期仅需要消耗25升水、幼苗的存活率高达75-95%。
Land Life公司的创新树木培育箱 Cocoon
图源：Land Life
STEP 3 监控
一旦树木生根，Land Life 将会使用地面和遥感技术长期追踪植树造林的影响，他们自主开发的监控 App 会对树木的位置、品种、活力和其它重要统计数据等进行密切监控。
一旦树木高度超过一米时，无人机就会配合机器学习算法，对树木进行地理定位，监测其生长和存活情况。当树龄超过5年时，卫星会接管监测工作。所有的数据都存储在数据库中，用于进一步分析和创建一个持续的反馈循环。
图源：Land Life
除了规模化植树造林外，为企业和组织提供碳补偿之外，Land Life 提供的服务还包括分享相关数据，并作为开发者向大型公司销售高端绿色信贷。他们在2018年完成了 B 轮融资。2019年，他们与壳牌（Shell）公司建立了伙伴关系，在西班牙发起一个数据驱动的再造林项目，种植和监测300多公顷的退化土地。
02
高科技护林
除了植树造林，使用高尖技术来提供已有林业监测、以提高保护水平并降低运营成本的相关服务也至关重要——许多科学家都认为，保护已有森林可能比种植新的森林需要得到更高优先级的关注。
被 Cleantech Group 列入“50个最值得关注公司”、成立于2018年的美国加州公司 Pachama 开发了基于卫星和激光雷达的碳存储估算软件，赋能森林保护。Pachama 公司主要通过五种技术手段来对林业进行测算：
合并卫星数据
使用激光雷达成像技术来创建森林的三维图像。此外，还辅以一系列其它卫星数据，包括高分辨率成像。
人工智能技术识别森林特征
使用 AI 分析这些卫星数据。用机器学习算法处理大量数据，并确定用于估算碳的特征（例如树冠大小和形状）。
估算碳
Pachama 使用其合作伙伴田野网络训练其卫星模型。然后将模型应用于全新的森林，无需人工测量更多树木即可估算碳和生物量。
追踪森林
Pachama 使用机器学习模型来回答有关森林的问题。例如，他们对森林历史过去30年的历史进行建模，以推断如果没有碳项目，森林将会发生什么。此外，Pachama 也使用雷达数据监控森林冠层并捕获可能发生的森林砍伐情况。
计划新的森林项目
Pachama 的目标是将这些工具开发为一套套件，组织和个人可以使用它们来创建新的森林碳项目，在全球范围内保护和种植数百万公顷的森林。
图源：Pachama
2020年1月，该公司在由 Saltwater Capital 和 Lowercase Capital 领投的 A 轮融资中筹集了410万美元。
中国的新兴创业公司大地量子则整合了海量多源卫星数据，通过遥感科学家团队、AI 算法团队和工程技术团队将数据融合与算法研发相结合，面向不同行业提供丰富且强大的空间大数据产品。在林业上，这些大数据产品可以作为科学管理森林资源、有效进行生态评估的基础。
从森林资源监测来看，大地量子可以利用中高分辨率遥感卫星建立丰富的林地资源样本库，通过人工智能算法库，快速开发适用于不同地区的工程化分类模型，依托高性能空间大数据引擎，能够快速生成林草资源分布地图，为开展林业资源动态监测、快捷预警、精准执法等提供数据基础。此外，大地量子还将遥感＋AI 技术应用于森林火灾的预警、动态监测和灾后评估。
大地量子监测的 2019 年 4 季度重庆全市森林分布情况，面积共有约 51285.366 平方千米
图源：大地量子
目前，大地量子已经正式实现了商用化。去年11月获得5000万人民币的 A 轮融资，投资方为兰馨亚洲和 SIG 海纳亚洲创投基金。
植树护林是基于自然的解决方案（Nature-based Solution，NbS）这一概念的重要手段之一。今后 Makeable 也将分享更多有关 NbS 的创新案例及分析，欢迎持续关注。
参考资料：
https://www.cleantech.com/carbon-removal-and-nature-based-solutions/
https://landlifecompany.com/news/planting-trees-is-big-business/
https://pachama.com/how-it-works
https://www.scientificamerican.com/article/the-real-cost-of-planting-trees/
https://www.1t.org/
部分撰文：黄愈君